[发明专利]电子器件及其制造方法

说明书

本发明公开一种电子器件及其制造方法。作为对光刻法的有成本效益的替换，提供一种用于形成电子器件的方法，包括步骤：在平坦表面的第一部分上沉积包括掺杂剂的、第一数量的第一液体介质，并且在表面的第二部分上沉积第二数量的第一液体介质，第一数量的介质与第二数量的介质通过一间隙间隔开；加热第一数量的介质、第二数量的介质和表面，加热被配置成使掺杂剂中的至少一些从第一液体介质扩散到表面中；在表面上的间隙中沉积介电材料；从表面选择性地去除第一数量的介质和第二数量的介质；在第一部分和第二部分中的每一个上沉积电子触点；以及在介电材料上沉积另外的电子触点。

相关申请的交叉引用

该申请要求2015年10月9日递交的美国专利申请第14/879,884号的优先权。该申请还要求2016年8月12日递交的美国专利申请第15/235,472号的优先权。这两个申请通过引用被整体合并于此。

技术领域

本申请涉及电子器件及其制造方法，并且更具体地，涉及可印刷的电子器件及其制造方法。

背景技术

单晶硅被用于大部分的电子应用。存在诸如显示器和一些成像器之类的例外，其中为了操作显示器或成像器像素，非晶硅被涂敷到非半导体基板。在许多应用中，显示器或成像器被制造在硅电子器件的顶部。针对到液晶显示器(LCD)应用，非晶硅已经提供充分的性能。针对下一代显示器件，诸如由非晶硅制成的有机发光二极管(OLED)、有源矩阵(AM)驱动晶体管，已经被证明是有问题的。从根本上说，LCD使用电压器件，并且AM-OLED需要电流器件。对传统方法的扩展的尝试包括对现有技术的玻璃上非晶硅进行改性。非晶硅被涂敷到整个基板面板，通常在一侧上大于两米，然后使用大的准分子激光器并且跨面板对线焦点进行扫描而再结晶。激光必须是脉冲的，以致于仅熔化Si(硅)表面而不融化玻璃。此技术导致了多晶硅而不是单晶硅的形成。针对一些检测器应用，Si晶圆对接到一起以形成更大的、不过比较昂贵的器件。

任何类型的非晶或多晶晶体管(包括非硅和有机器件)的迁移率都比单晶硅晶体管的迁移率小得多。相比于多晶硅中的电子迁移率～100cm²/V·s和高质量单晶硅中的电子迁移率～1500cm²/V·s，非晶硅中的电子迁移率是～1cm²/V·s。因此，在这些器件中使用单晶硅代替非晶硅是有益的。在本发明的一个优选实施例中，为了制造电子器件的目的，在非硅基板上的预定位置处制造多个平坦的单晶硅区域。例如，单晶硅的晶圆对于大显示器太贵，并且尺寸太小：相比于在大于2米的一侧上的当前LCD面板，硅晶圆通常直径是300mm。相比之下，单晶硅的近似球形的颗粒、球体、类似球状的颗粒已经被制成小于或等于2mm的大尺寸，其相比于单个像素尺寸是大的。维特(Witter)等人于1985年4月30日递交的名称为“用于生产晶体球形球体的过程”的通过引用合并于此的美国专利第4,637,855号描述了晶体球体的制造。

在过去，其他人已经尝试将二极管放置到硅球状体的曲面上，然而这已经证明是具有挑战性的。在现有技术中，已经进行尝试来光刻限定球形表面上的结构，但是这需要非标准光学器件并且已经有了有限的成功。制作到非平面表面的电气触点也需要非标准技术。制造中涉及的复杂性阻止了真正的进步。

Si球体的曲面还被用n-型掺杂剂掺杂以形成包围p-型Si区域的n-型Si，p-型Si区域包括球体表面的大部分。本发明的一个实施例涉及光电器件领域，这是因为平坦表面及正下方的区域可由例如n-型掺杂剂掺杂，并且下面的区域可由p-型掺杂剂掺杂，以便形成太阳能电池。在日本应用物理杂志，第45卷，第5A号，2006，第3933-3937页，#2006，日本社会的应用物理中，作者为Satoshi OMAE、Takashi MINEMOTO、Mikio MUROZONO、HideyukiTAKAKURA和Yoshihiro HAMAKAWA、名称为“由X射线衍射的球形的硅太阳能电池的晶体表征”的论文中，描述了硅球体太阳能电池。